Kilde: solar.com
Vi er alle kjent med bolig- og kommersielle solcellepaneler. De kan finnes rundt om i stater som California, New York, Massachusetts og mer. De blå og svarte panelene er veldig gjenkjennelige og stikker ut fra hjem eller bygninger med tradisjonelle hustak.
Plassbasert solcelle derimot, er et tema som selv de med kunnskap innen hjemme- og kommersiell solenergi ikke er helt kjent med. Så, hva er solenergi for verdensrommet, og hvordan skiller det seg fra konvensjonell solteknologi?
Å bruke solenergi i romfartøy
Fotovoltaiske celler ble først brukt på Vanguard 1-satellitten , som ble lansert av USA i 1958. Siden har solteknologien blitt sterkt tilpasset og optimalisert for å passe til forholdene i rommet.
Vanguard 1-satellitten og det er lite PV-celler
De konvensjonelle monokrystallinske eller polykrystallinske solcellepaneler som brukes i bolig- og kommersielle omgivelser er ikke holdbare nok til å motstå de ekstreme forholdene i rommet som for mye varme og kulde, og en konstant dusj av solstråling. På grunn av disse unike miljøfaktorene er solcellepanelteknologien som brukes i rommet ganske forskjellig fra konvensjonelle paneler.
Hvorfor trengs solenergi på satellitter?
Romfartøyer og satellitter i verdensrommet trenger en enorm mengde energi for å være i drift. Før solenergi var en levedyktig løsning for å levere denne strømmen, ble batterier brukt. Det eneste problemet er at batteriene har en bestemt kapasitet, og uten noen måte å lade opp disse batteriene, blir de ubrukelige når de går tom for energi.
Solcellepaneler sammenkoblet med batterier er et mye bedre alternativ fordi de gir en konstant strøm av fornybar energi. Akkurat nå brukes solenergi til å levere strøm til datasystemene og andre systemer som brukes til å overvåke og kontrollere forskjellige deler av romskipet.
Det endelige målet er imidlertid å bruke solenergi til å drive romfartøy og minimere eller fjerne behovet for andre drivstoffkilder helt. Dette vil ha alvorlige konsekvenser for romfarten på en veldig positiv måte.
Hvilken solteknologi bruker romskip?
Det er to typer solceller som er vanlige i romfartøy:
Silisiumceller dekket i tynt glass, og
Multi-veikryssceller som består av galliumarsenid og andre lignende materialer.
Silisiumcellene som er dekket med glass, er ganske like konvensjonelle solcellepaneler , men de forbedres ytterligere for å håndtere stråling og ekstreme temperaturer. Denne typen panel finner du på den internasjonale romstasjonen , som for tiden rommer flertallet av solcellepaneler som finnes i verdensrommet.
Solcellene som består av galliumarsenid er mye mer effektive, og som et resultat er det noen ganger et bedre alternativ når fysisk plass er en bekymring. Disse panelene kan nå opp til rundt 34% effektivitet kontra 15-20% som de fleste kommersielle solcellepaneler kan nå.
Høyeffektiv galliumarsenidpaneler i Dawn-satellitten
Satellitter i verdensrommet er også utstyrt med solcellepaneler som kan følge solens retning for å maksimere solopptaket. Solstråler i verdensrommet er enda rikere enn på jorden, på grunn av fravær av en atmosfære. Cirka 55-60% av solenergien blir enten reflektert eller absorbert på vei til jordoverflaten gjennom skyer, gasser og støv.
Solcellepanelene som finnes i mange satellitter i verdensrommet inkluderer også en sammenleggbar struktur som lar panelene utvide mens romskipet er i bane. Dette formatet brukes også i den internasjonale romstasjonen.
Til slutt trenger ikke solcellepanelene i verdensrommet å konvertere likestrøm til AC. På jorden kjører strømmen til all elektronikken din på vekselstrøm. Dette er grunnen til at det er nødvendig å ha en solenergi- omformer for å konvertere DC-strøm fra basene til AC. AC strøm er også nyttig for overføring av strøm over lange avstander.
Fordi strømmen som en satellitt i verdensrommet eller et annet romfartøy ikke trenger å reise disse avstandene, kan den forbli i DC-format. Dette bidrar også til å redusere mengden maskinvare som trengs for disse systemene.
Space Solar Tech er bygget mer holdbart og effektivt
Totalt sett er det mange likheter mellom rombaserte solcellepaneler og konvensjonelle solcellepaneler. De inkluderer begge celler som er laget av ledende materiale (vanligvis silisium) og passer inn i matriser. Den største forskjellen har å gjøre med modulenes generelle kvalitet og holdbarhet.
I verdensrommet er det ekstrem varme, kulde og stråling. Dette blir gjort rede for i rombaserte solcellepaneler og påvirker naturligvis maskinvarens tilstand. Dessuten eksperimenterer NASA stadig med forskjellige halvledermaterialer for å produsere bedre solceller for verdensrommet. Galliumarsenid er ett eksempel på dette, og det bør være mange nye innovasjoner på vei!
